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源码集合(Java 基础(四)集合源码解析 List)

放大字体  缩小字体 来源:虹吸式马桶原理 2026-04-15 13:33  浏览次数:11

前面我们学习了Iterator、Collection,为集合的学习打下了基础,现在我们来学习集合的第一大体系 List。

List 继承自 Collection,较之 Collection,List 还添加了以下操作方法

  • 位置相关:List 的元素是有序的,因此有get(index)、set(index,object)、add(index,object)、remove(index) 方法。
  • 搜索:indexOf(),lastIndexOf();
  • 迭代:使用 Iterator 的功能板迭代器
  • 范围性操作:使用 subList 方法对 list 进行任意范围操作。

List的抽象实现类 AbstractList

ArrayList 是我们最常用的一个类,它具有如下特点:

  • 容量不固定,可以动态扩容
  • 有序(基于数组的实现,当然有序~~)
  • 元素可以为 null
  • 效率高查找操作的时间复杂度是 O(1)增删操作的时间复杂度是 O(n)其他操作基本也都是 O(n)
  • 占用空间少,相比 linkedList,不用占用额外空间维护表结构

现在我们知道了 ArrayList 其实就是基于数组的实现。因此,增删改查操作就变得很容易理解了。

  • get(index)直接获取数组的底 index 个元素
  • set(index,object)直接修改数组的第 index 个元素的引用
  • add(index,object)添加一个元素到index,这里会牵涉到数组的扩容,扩容我们后面再单独看

现在我们来看看扩容机制,假设我们现在有一个集合 list,里面正好含有10个元素,此时,我们调用 add(object)方法添加一个元素,看看是怎样执行扩容操作的。

public boolean add(E var1) {    //查看是数组长度是否够    this.ensureCapacityInternal(this.size + 1);    this.elementData[this.size++] = var1;    return true;}private void ensureCapacityInternal(int var1) {    //检查是否是默认长度为0的数组,如果是则长度设为10    if(this.elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {        var1 = Math.max(10, var1);    }    this.ensureExplicitCapacity(var1);}private void ensureExplicitCapacity(int var1) {    ++this.modCount;    //当前需要的长度大于数组长度,执行扩容操作    if(var1 - this.elementData.length > 0) {        this.grow(var1);    }}private void grow(int var1) {    int var2 = this.elementData.length;    //var3 = var2*1.5;扩容1.5倍    int var3 = var2 + (var2 >> 1);    if(var3 - var1 < 0) {        var3 = var1;    }    //新容量超出最大值    if(var3 - 2147483639 > 0) {        var3 = hugeCapacity(var1);    }    //重新创建了一个1.5倍容量的数组赋值给elementData    this.elementData = Arrays.copyOf(this.elementData, var3);}复制代码

这里我们也可以看到,其实 ArrayList 就是一个针对数组操作的封装类。

linkedList

linkedList 继承自 AbstractSequentialList。

再回过头来看 linkedList,linkedList 还实现了Deque(双向队列)接口,双向队列后面我们会单独去学习,这里不再做过多的赘述。

特点?和 ArrayList 的优缺点互补。

我举个例子吧,现在要让 a、b、c、d 四个同学按顺序投篮。有两种方法,第一种是 abcd 排成一个队伍,依次去投篮;但是体育课上让所有的同学等着投篮很浪费时间,因此有了第二种办法:依次告诉 a‘你投了蓝之后叫 b 来投篮’,告诉 b‘你投了蓝之后叫 c 来投篮’以此类推。这样,就形成了一个简单的单向列表,abcd 按照顺序依次去投篮。此时,x 同学由于身体不舒服需要提前投篮回教室休息,则老师只需要告诉 a 同学投完篮之后不用叫 b 同学了,改叫 x 同学,x 同学投完篮之后叫 b 同学即可。不多说了,新手听不懂,老手用不上。不懂链表的同学好好去学学数据结构吧。

在学习了 ArrayList 之后,Vector 这个类我想用”线程安全的 ArrayList“可以一句话概括了。

最后,还是说一下Vector 和 ArrayList的区别吧,反正也没什么卵用,大家看看就好

  • Vector 出生早,JDK1.0的时候出生的,ArrayList 是1.2才出生
  • Vector 是线程安全的,ArrayList 不是。(这是最大的特点了)
  • Vector 默认扩容2倍,ArrayList 是1.5倍。这个~~有意义吗?
  • Vector 多了一种迭代器 Enumeration。好吧,反正我没用过。

Enumeration

mmp,这个 Enumeration 和Iterator 接口除了名字不一样,还有什么区别?然后仔细看了一遍,在elements()方法里面的匿名内部了里面找到了nextElement()方法里面有个同步代码块。好吧, Enumeration 大概是线程安全的Iterator?

Stack

Stack 也是基于数组实现的。

数据结构中,栈也是一种线性的数据结构,遵守 LIFO(后进先出)的操作顺序,这里用一张很污的图,保证你们看了之后能熟记栈结构特征。

类结构图如下,代码量也不多,一共才30几行

public class Stack<E> extends Vector<E> {    private static final long serialVersionUID = 1224463164541339165L;    public Stack() {    }    //入栈,添加一个元素到数组的最后一个    public E push(E var1) {        this.addElement(var1);        return var1;    }    //出栈,删除数组最后一个元素并返回    public synchronized E pop() {        int var2 = this.size();        Object var1 = this.peek();        this.removeElementAt(var2 - 1);        return var1;    }    //获取最后一个元素,不删除    public synchronized E peek() {        int var1 = this.size();        if(var1 == 0) {            throw new EmptyStackException();        } else {            return this.elementAt(var1 - 1);        }    }    public boolean empty() {        return this.size() == 0;    }    获取栈中的 位置。    public synchronized int search(Object var1) {        int var2 = this.lastIndexOf(var1);        return var2 >= 0?this.size() - var2:-1;    }}复制代码

思考:怎样用链表的结构快速实现 linkedListStack?

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